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简单的高精度平面度检测方法,大小通吃

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发表于 6 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
这世界上最平整的东西是什么?是液面,比什么现成的基准平台的精度都要高,而且,不管多大的尺寸,都能保证其平整度均一致(当然,排除地球曲率影响)。

接下来的事,就是如何利用了。

想法是这样的:将一浮物放入液池中,浮物上架测量工具如千分表,前后左右移动浮物就可以测量被测物任意点的平面高度,当然,移动过程中,浮物不能有任何旋转动作,否则测量工具的高度就会有变化。

接下来,就是考虑液体的问题了,其对测量的影响,一是液态物本身被搅动后液面稳定问题,这个问题的解决,主要只能靠选择能较快稳定下来的液体来解决了,其它方法一是等,二是采取计算机处理数值的方法当然这个要采用电子测量工具;第二个问题是液体的挥发对液面高度的影响,这个在长时间测量时会有些影响,当然一般情况下对精度的影响都可以忽略不计,解决的主要方法是采用挥发性低的液体。综合来说,最好的液体,大概就是水银了,只要你用得起(其实这玩意的表面张力有点问题,使用时需考虑如何消除),自用嘛,废机油大概最合适了。

这种方法,可以说精度非常高,能满足目前最高等级的精度要求(限制在于测量工具的精度),而且,它还有一个目前所有基准平台都不具备的优点:不受尘粒影响。

在设计上,为保证其在移动过程中不旋转,可以采用XY行走机构非连接式将其夹在中间,行走机构的XY移动数值直接可以作为被测物体的测量点位值。家用、偶尔用一下的话,就不用这么复杂了,了不得多测几次然后做后期数值处理。

如果你对精度的要求并不是特别高的话,你也可以用这种方法自己做满足自己要求的大小的高精度基准平台,以后就用这个基准平台来测量你的物件了,当然你别忘了给你的测量工具也做一个这样的底座作为与基准平台的接触面。

提醒一下,液池千万别漏液啊!

PS:这里面好象有些东西可以申请专利吧?另外,愿意探讨的可以说说自己的看法,不愿意说自己闭门研究更合理更适用的方法然后申请更多的专利也蛮不错,反正大家有利就行了。

这玩意是边想边写的,没考虑到的地方应该很多吧,也没去试验,欢迎拍砖。

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发表于 6 天前 | 显示全部楼层
你倒挺能想的。不过,个人认为,你的所有假设是建立在错误的基础上的。首先,液面并不平,而且液面受分子张力作用可能成弧形,水滴就是例子
http://z.3dsjw.com/
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 楼主| 发表于 6 天前 | 显示全部楼层
边写边想是容易出问题,应该是浮物无论如何旋转,测量工具的高度都不会有变化。
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 楼主| 发表于 6 天前 | 显示全部楼层
本帖最后由 海天一体 于 2021-4-7 10:08 编辑
譬如朝露 发表于 2021-4-7 09:47
你倒挺能想的。不过,个人认为,你的所有假设是建立在错误的基础上的。首先,液面并不平,而且液面受分子张 ...

液体的表面张力是个问题,这个看具体数据,再就是选用表面张力小的液体以减小偏差。
总体说来,应该比大理石的精度高得多吧?当然,具体得看数据。
还有就是,表面张力这东西,其实可以用计算机进行计算以消除其影响的,这个方法,基本可以消除到其影响忽略不计的程度。

点评

均质的物质在唯一重力下,表面近似平面  发表于 6 天前
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 楼主| 发表于 6 天前 | 显示全部楼层
所以说,一个思路出来之后,接下来就是发现问题,然后思考这个问题可不可以采取措施进行改善甚至消除,而不是因为发现了有问题就直接放弃。
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发表于 6 天前 | 显示全部楼层
飘过
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发表于 6 天前 | 显示全部楼层
海天一体 发表于 2021-4-7 10:04
液体的表面张力是个问题,这个看具体数据,再就是选用表面张力小的液体以减小偏差。
总体说来,应该比大 ...

不知道你手上的资源如何,就我个人认为,第一,你可能不具备表面张力所有数据,需要做实验。第二,液体的流动性,压缩性受温度,风速度等影响,你必须造一恒压,恒温系统。费事儿。你不就想拿着液浮轴承来做移动平台么?买个现成的好了,人家基本做成熟了
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 楼主| 发表于 6 天前 | 显示全部楼层
这个搞法,也不受温度变化影响,调平也给彻底省了,好处是不少。
任何一个工厂都可以用这种方法做高精度测量。
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 楼主| 发表于 6 天前 | 显示全部楼层
譬如朝露 发表于 2021-4-7 11:40
不知道你手上的资源如何,就我个人认为,第一,你可能不具备表面张力所有数据,需要做实验。第二,液体的 ...

第一,你说的这些问题,有多大影响?与大理石比较如何?影响度是否值得去解决?
第二,如果值得去解决,那么有没有有价值的解决方案?
发现问题,解决问题,是科技进步的必要思路。
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 楼主| 发表于 6 天前 | 显示全部楼层
理论上,这搞法适用于地球直径以内大小的被测物体,至于地球曲率的影响,完全可以用计算机进行消除。
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